CN114610073A - 搭载归中机构的无人机巡检设备的电力指挥通信车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种搭载归中机构的无人机巡检设备的电力指挥通信车，包括车体、指挥通信车伺服器、指挥通信车综合管理系统、无人机综合管理系统和电源综合管理系统；指挥通信车伺服器和指挥通信车综合管理系统用于与指挥中心通信，以及用于发送和接收指令；指挥通信车综合管理系统与无人机无线连接，用于接收和处理无人机传送的信息，并对信息进行处理；无人机综合管理系统用于控制无人机的飞行状态，以及控制归中机构；电源综合管理系统用于供电和电源管理。通过指挥通信车综合管理系统，可以方便相应指令的下达，以及数据的收集和处理；通过设有无人机综合管理系统，可以实现对无人机的自动控制，无需飞手手动操作，控制方便，降低操作成本。

Description

搭载归中机构的无人机巡检设备的电力指挥通信车

技术领域

本发明属于一种无人机电力指挥通信车，尤其是涉及搭载归中机构的无人机巡检设备的电力指挥通信车。

背景技术

目前市场上的无人机巡检工作主要有两种实现方案：

一种是全人工作业，全人工作业无人机进行巡逻巡检的作业场景中，通常需要操作人员携带无人机至作业现场，无人机携带过程中需要拆除桨叶、拆除挂载，以避免运输过程中颠簸损坏。在作业前，需要人员重新拼装桨叶、调校无人机、寻找起飞场地等准备工作，同时需要接受过专业培训的飞手（操作无人机的人员）进行无人机操作，效率低且人员成本高，不同人员操作获得结果不一，也不利于检查的一致性。

另一种是车载移动机场作业，车载移动机场为一台搭载巡检无人机的车辆，无人机平时搭载在车内。在户外场景进行巡检巡逻作业时，车载手动起降平台上实现无人机起降，同时开展无人机精细化巡检作业。无人机操作员在车内或车外使用遥控器对无人机进行操作，无人机返回移动机场后，通过人工对无人机进行固定或收纳。

以上两种方式主要有以下缺点：

全人工作业，通勤成本高难度大，为确保巡检效果，一般飞手需携带无人机在待检目标附近放飞执行任务，且一般要求飞机不能飞离视线范围，这就需要频繁转场，若遇目标物通勤路况不佳，如高山、河流、峡谷及沙漠戈壁无人区等，对飞手的人身安全也会带来风险。

飞手携带操作无人机，在不同地点执行任务，需频繁拆装桨叶、电池及挂载及校对等，耗时耗力且会因频繁拆装造成飞机个别零部件失灵的风险，进而作废巡检任务。

若要取得有效且高质量的巡检作业，需培养和训练专业的飞手进而增加支出，且专业飞手的替代性低，对临时和应急性质的作业满足程度带来影响。

飞手易受到天气因素如闷热、蚊虫叮咬、寒冷等干扰进而影响操控，容易发生炸机、撞机以及碰触高压线等，事故责任难以判定，这也为飞手执行任务带来消极影响。

车载移动机场作业时，平台升降、无人机收纳、无人机操控均需要相关操作人员操作，每台车载移动机场在作业时，均需求相关工作人员现场跟进工作；无人机换电、充电、检查等工作需要人工进行，工作效率不高，同时对无人机的检查会免不了的出现遗漏现象，不能完全保证无人机再次执飞状态良好；由于需要人员介入，车载移动机场作业无法长时间不间断工作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种搭载归中机构的无人机巡检设备的电力指挥通信车，能够解决上述问题中的至少一个。

根据本发明的一个方面，提供了搭载归中机构的无人机巡检设备的电力指挥通信车，包括车体、指挥通信车伺服器、指挥通信车综合管理系统、无人机综合管理系统和电源综合管理系统，指挥通信车伺服器、指挥通信车综合管理系统、无人机综合管理系统和电源综合管理系统均设于车体内，车体顶部设有归中机构；

指挥通信车伺服器用于与指挥中心通信，以及用于发送和接收指令；

指挥通信车综合管理系统用于与指挥中心通信，以及用于发送和接收指令，指挥通信车综合管理系统与无人机无线连接，用于接收和处理无人机传送的信息，并对信息进行处理；

无人机综合管理系统用于控制无人机的飞行状态，以及控制归中机构；

电源综合管理系统用于供电和电源管理。

本发明的有益效果是：通过设有指挥通信车伺服器，可以方便接收指挥中心发送的指令，并发送相应指令至控制指挥通信车综合管理系统、无人机综合管理系统和电源综合管理系统，使得各系统进入到工作状态；通过设有指挥通信车综合管理系统，可以方便相应指令的下达，以及数据的收集和处理；通过设有无人机综合管理系统，可以实现对无人机的自动控制，无需飞手手动操作，实现无人机的智能控制，无需人员值守，实现远程操作，提高巡检效率，降低成本，改善操作环境；通过设有电源综合管理系统，可以方便为各系统供电。

在一些实施方式中，当电力指挥通信车处于待命状态时，指挥通信车伺服器与指挥中心通信，实现指挥通信车的待命状态与工作状态的转换，并将工作指令发送至指挥通信车综合管理系统、无人机综合管理系统和电源综合管理系统。由此，当指挥通信车处于工作状态时，通过指挥通信车综合管理系统实现信息和指令的传递。

在一些实施方式中，当电力指挥车处于工作状态时，指挥通信车综合管理系统与指挥中心通信连接，并发送信息至无人机综合管理系统和电源综合管理系统。由此，方便指挥通信车综合管理系统将指挥中心的指令及时传递至无人机综合管理系统和电源综合管理系统。

在一些实施方式中，指挥通信车综合管理系统对收集的数据进行存储。由此，实现了信息数据的存储。

在一些实施方式中，无人机的飞行状态包括无人机的飞行、回归、检测、换电、充电和收纳。由此，实现无人机的自动控制，无需手动操作。

在一些实施方式中，搭载归中机构的无人机巡检设备的电力指挥通信车，其特征在于，还包括车载气象系统，车载气象系统用于接收气象信息，无人机综合管理系统的具体控制过程如下：

接收车载气象系统的气象信息，判断指挥通信车所在环境是否满足无人机起飞条件；

对无人机的飞行、换电、充电、检测和出入库机库状态进行控制；

控制车体车顶的开启和关闭；

控制归中机构进行相应动作。由此，通过无人机综合管理系统可以对无人机及时充换电，保证其执行任务时充足的电量；通过控制车体车顶和归中机构，可以实现无人机的自动送出和回位。

在一些实施方式中，搭载归中机构的无人机巡检设备的电力指挥通信车还包括UPS电源，UPS电源为指挥通信车伺服器、指挥通信车综合管理系统、无人机综合管理系统和电源综合管理系统供电。由此，通过UPS电源，可以为车内各系统供电，保证各功能的正常运行。

在一些实施方式中，电源综合管理系统为指挥通信车伺服器、指挥通信车综合管理系统和无人机综合管理系统供电，电源综合管理系统的具体控制过程如下：

对指挥通信车伺服器中的电池组电量进行监测，并进行补电；

对电力指挥车的底盘电磁组电量进行监测，并进行补电；

对发电机组管理，当发电机油量低于设定油量时，向指挥通信车综合管理系统发出警报，指挥通信车综合管理系统向指挥中心发送警报信息；

对UPS电源管理，对UPS电源的电量进行监控，以及控制其充断电情况。由此，可以实现各相应电量的实时监控，以及对电量进行相应补充，满足无人状态下设备的正常运行。

在一些实施方式中，电源综合管理系统对UPS电源管理过程具体如下：

在没有市电接入的情况下，当UPS电源容量低于50%时，启动发电机组，对UPS电源进行充电，充满后断开；

在市电接入的情况下，电源综合管理系统启动后，自动对UPS电源进行充电，充满后断开；

当UPS电源容量低于50%，但没有市电接入及发电机组启动失败时，向指挥通信车综合管理系统反馈信息，指挥通信车综合管理系统发出警报；

当UPS电源容量低于30%时，触发指挥通信车综合管理系统保护机制，召回无人机，并将指挥通信车转为待命状态，并由指挥通信车伺服器向指挥中心发送警报信息。由此，根据不同的环境，做出不同的判断，避免了各系统在工作时出现没有电量供应现象，保证了无人机的正常使用。

附图说明

图1是本发明搭载归中机构的无人机巡检设备的电力指挥通信车中各系统连接的拓扑图。

图2是本发明搭载归中机构的无人机巡检设备的电力指挥通信车中各系统之间信号连接关系示意图。

图3是本发明中的无人机综合管理系统对无人机状态的控制流程示意图。

图4是本发明中的电源综合管理系统的控制流程示意图。

图5是本发明中的指挥通信车综合管理系统与各系统之间信号传输的原理示意图。

图6是本发明中无人机巡检控制过程的流程示意图。

图7是本发明中指挥通信车伺服器与指挥中心的信号传输以及电路连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。

参照图1~图7：搭载归中机构的无人机巡检设备的电力指挥通信车，包括车体、指挥通信车伺服器、指挥通信车综合管理系统、无人机综合管理系统和电源综合管理系统，指挥通信车伺服器、指挥通信车综合管理系统、无人机综合管理系统和电源综合管理系统均设于车体内，车体顶部设有归中机构；

指挥通信车伺服器用于与指挥中心通信，以及用于发送和接收指令；

指挥通信车综合管理系统用于与指挥中心通信，以及用于发送和接收指令，指挥通信车综合管理系统与无人机无线连接，用于接收和处理无人机传送的信息，并对信息进行处理；

无人机综合管理系统用于控制无人机的飞行状态，以及控制归中机构；

电源综合管理系统用于供电和电源管理。

其中，归中机构可以为现有技术中的无人机归中机构，如申请号202122122760.8中公开的一种用于无人机机巢的归中结构及无人机机巢中的归中结构，该类结构通过归中电机带动相应结构位置调整，便于无人机落入到机巢的中心位置，便于充电。

在实际使用过程中，外部的指挥中心通过数据网络或卫星网络与车体内的各系统连接，实现指挥中心的远程操控。指挥通信车到达指定工作地点后，可以由指挥中心发送指令，电力指挥通信车在接收到指挥中心发送的工作指令后，车体内各系统开始工作，自动放飞无人机，接收无人机回传信息及处理后传送至指挥中心；无人机返回指挥通信车后，自动归中机构会将飞人机调整到指定位置及进行锁定，送入无人机智能管理设备，对无人机进行全面检测，并进行换电及备用电池充电工作，全面检测完成后，飞人机即可再次执行飞行任务，实现长时间，大范围数据采集及巡视工作。每台指挥通信车工作半径取决于无人机的可控半径，平均大于15公里。

本发明的搭载归中机构的无人机巡检设备的电力指挥通信车在使用时，通信车由驾驶员驾驶至指定工作位置，如条件允许，可以将市政用电接入指挥通信车，打开指挥通信车伺服器电源，指挥通信车伺服器自动与指挥中心进行连接，当指挥通信车伺服器与指挥中心无线连接成功后，指挥通信车进入待命状态。若指挥通信车伺服器与指挥中心连接无法建立，指挥通信车伺服器即发出声光警报，管理人员可以介入操作，便于及时处理。

当电力指挥通信车处于待命状态时，指挥通信车伺服器与指挥中心通信，实现指挥通信车的待命状态与工作状态的转换，并将工作指令发送至指挥通信车综合管理系统、无人机综合管理系统和电源综合管理系统。

具体的，指挥通信车伺服器接收到指挥中心任务指令后，向指挥通信车综合管理系统、无人机综合管理系统和电源综合管理系统发出启动指令；系统全部正常启动后，指挥通信车伺服器向指挥通信车综合管理系统交出与指挥中心的通信权，由指挥通信车综合管理系统与指挥中心进行通信，指挥通信车伺服器进行待命状态。

当电力指挥车处于工作状态时，指挥通信车综合管理系统与指挥中心通信连接，并发送信息至无人机综合管理系统和电源综合管理系统，通过指挥通信车综合管理系统向指挥通信车各设备发出动作命令，并向固定指挥中心发送指定信息同时接收指令。

无人机综合管理系统接到指挥通信车综合管理系统的动作指令后，对无人机进行相应的操作，包括无人机起飞、飞行控制、降落、无人机检测和电池管理等。其中，无人机综合管理系统内包含有无人机智能管理系统，无人机综合管理系统将指令传送至无人机智能管理系统，通过无人机智能管理系统控制无人机的飞行情况。

指挥通信车综合管理系统对收集的数据进行存储，便于电力指挥车工作时各数据的收集和存储。

无人机的飞行状态包括无人机的飞行、回归、检测、换电、充电和收纳。

搭载归中机构的无人机巡检设备的电力指挥通信车还包括车载气象系统，车载气象系统用于接收气象信息，无人机综合管理系统的具体控制过程如下：

接收车载气象系统的气象信息，判断指挥通信车所在环境是否满足无人机起飞条件；

对无人机的飞行、换电、充电、检测和出入库机库状态进行控制；

控制车体车顶的开启和关闭；其中，车顶上设有推拉平台，推拉平台通过电机控制推拉，该电机与无人机综合管理系统可以通过导线或无线信号连接；

控制归中机构进行相应动作。

具体的，当车辆行驶到达指定位置后，各系统开始工作时，车载气象系统用于接收气象信息发送至无人机综合管理系统，无人机综合管理系统对气象信息进行收集和预先设定的空气湿度、风力大小和温度等数据进行比对，判断外界环境是否适合无人机飞行。当指挥通信车所在环境满足无人机起飞条件时，无人机综合管理系统控制车体车顶开启，随后控制归中机构升起，归中机构打开后，无人机起飞。通过无人机综合管理系统，可以根据检测范围预先设定无人机的飞行路线，使得无人机起飞后按照设定路线巡线。无人机在飞行时采集的数据实时发送至指挥通信车综合管理系统，通过指挥通信车综合管理系统对数据进行处理和存储。当无人机巡航结束后，无人机返回至电力指挥通信车，准确降落至归中机构处锁死，归中机构下降至车体内部；无人机综合管理系统控制无人机换电，再实现车体车顶关闭。当无人机工作完成后，指挥通信车综合管理系统控制电源关闭，车辆撤离。

搭载归中机构的无人机巡检设备的电力指挥通信车还包括UPS（UninterruptiblePower System，即不间断电源）电源，UPS电源为指挥通信车伺服器、指挥通信车综合管理系统、无人机综合管理系统和电源综合管理系统供电。

电源综合管理系统为指挥通信车伺服器、指挥通信车综合管理系统和无人机综合管理系统供电，电源综合管理系统的具体控制过程如下：

对指挥通信车伺服器中的电池组电量进行监测，并在指挥通信车工作状态下对电池组进行补电；

对电力指挥车的底盘电磁组电量进行监测，并在指挥通信车工作状态下对电池组进行补电；

对发电机组管理，发电机通过电源综合管理系统中对UPS电源电池容量管理的程序触发启动，具体的：当发电机油量低于设定油量时，向指挥通信车综合管理系统发出警报，指挥通信车综合管理系统向指挥中心发送警报信息；

对UPS电源管理，对UPS电源的电量进行监控，以及控制其充断电情况。

电源综合管理系统对UPS电源管理过程具体如下：

在没有市电接入的情况下，当UPS电源容量低于50%时，启动发电机组，对UPS电源进行充电，充满后断开；

在市电接入的情况下，电源综合管理系统启动后，自动对UPS电源进行充电，充满后断开；

当UPS电源容量低于50%，但没有市电接入及发电机组启动失败时，向指挥通信车综合管理系统反馈信息，指挥通信车综合管理系统发出警报；

当UPS电源容量低于30%时，触发指挥通信车综合管理系统保护机制，召回无人机，并将指挥通信车转为待命状态，并由指挥通信车伺服器向指挥中心发送警报信息，方便人员介入。

电源综合管理系统接到启动指令后，启动系统管理的UPS电源，并向指挥通信车内各设备供电，同时，对UPS电源的电池组进行容量检测。根据设定的条件启动或关闭发电机组，实时对底盘电池、指挥通信车伺服器电池、UPS电池、发电机状态及测量进行监测，出现触发警报线的情况，即向指挥通信车综合管理系统发出警报，由综合管理系统向指挥中心及对应管理人员发出警报。当有市政用电接入时，市电接入优先。

以上的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.搭载归中机构的无人机巡检设备的电力指挥通信车，其特征在于，包括车体、指挥通信车伺服器、指挥通信车综合管理系统、无人机综合管理系统和电源综合管理系统，所述指挥通信车伺服器、指挥通信车综合管理系统、无人机综合管理系统和电源综合管理系统均设于车体内，所述车体顶部设有归中机构；

所述指挥通信车伺服器用于与指挥中心通信，以及用于发送和接收指令；

所述指挥通信车综合管理系统用于与指挥中心通信，以及用于发送和接收指令，所述指挥通信车综合管理系统与无人机无线连接，用于接收和处理无人机传送的信息，并对信息进行处理；

所述无人机综合管理系统用于控制无人机的飞行状态，以及控制归中机构；

所述电源综合管理系统用于供电和电源管理。

2.根据权利要求1所述的搭载归中机构的无人机巡检设备的电力指挥通信车，其特征在于，当电力指挥通信车处于待命状态时，所述指挥通信车伺服器与指挥中心通信，实现指挥通信车的待命状态与工作状态的转换，并将工作指令发送至指挥通信车综合管理系统、无人机综合管理系统和电源综合管理系统。

3.根据权利要求2所述的搭载归中机构的无人机巡检设备的电力指挥通信车，其特征在于，当电力指挥车处于工作状态时，所述指挥通信车综合管理系统与指挥中心通信连接，并发送信息至无人机综合管理系统和电源综合管理系统。

4.根据权利要求3所述的搭载归中机构的无人机巡检设备的电力指挥通信车，其特征在于，所述指挥通信车综合管理系统对收集的数据进行存储。

5.根据权利要求4所述的搭载归中机构的无人机巡检设备的电力指挥通信车，其特征在于，所述无人机的飞行状态包括无人机的飞行、回归、检测、换电、充电和收纳。

6.根据权利要求5所述的搭载归中机构的无人机巡检设备的电力指挥通信车，其特征在于，还包括车载气象系统，所述车载气象系统用于接收气象信息，所述无人机综合管理系统的具体控制过程如下：

接收车载气象系统的气象信息，判断指挥通信车所在环境是否满足无人机起飞条件；

对无人机的飞行、换电、充电、检测和出入库机库状态进行控制；

控制车体车顶的开启和关闭；

控制归中机构进行相应动作。

7.根据权利要求6所述的搭载归中机构的无人机巡检设备的电力指挥通信车，其特征在于，还包括UPS电源，所述UPS电源为指挥通信车伺服器、指挥通信车综合管理系统、无人机综合管理系统和电源综合管理系统供电。

8.根据权利要求7所述的搭载归中机构的无人机巡检设备的电力指挥通信车，其特征在于，所述电源综合管理系统为指挥通信车伺服器、指挥通信车综合管理系统和无人机综合管理系统供电，所述电源综合管理系统的具体控制过程如下：

对指挥通信车伺服器中的电池组电量进行监测，并进行补电；

对电力指挥车的底盘电磁组电量进行监测，并进行补电；

对发电机组管理，当发电机油量低于设定油量时，向指挥通信车综合管理系统发出警报，指挥通信车综合管理系统向指挥中心发送警报信息；

对UPS电源管理，对UPS电源的电量进行监控，以及控制其充断电情况。

9.根据权利要求8所述的搭载归中机构的无人机巡检设备的电力指挥通信车，其特征在于，所述电源综合管理系统对UPS电源管理过程具体如下：

在没有市电接入的情况下，当UPS电源容量低于50%时，启动发电机组，对UPS电源进行充电，充满后断开；

在市电接入的情况下，电源综合管理系统启动后，自动对UPS电源进行充电，充满后断开；

当UPS电源容量低于50%，但没有市电接入及发电机组启动失败时，向指挥通信车综合管理系统反馈信息，指挥通信车综合管理系统发出警报；

当UPS电源容量低于30%时，触发指挥通信车综合管理系统保护机制，召回无人机，并将指挥通信车转为待命状态，并由指挥通信车伺服器向指挥中心发送警报信息。

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